Бактериологические методы. Бактериоскопический метод исследования Бактериологический метод состоит из двух этапов
9. Бактериологический метод диагностики инфекционных заболеваний
Основным методом микробиологической диагностики и «золотым стандартом» микробиологии, является бактериологический метод.
Цель бактериологического метода заключается в выделении чистой культуры возбудителя заболевания из исследуемого материала, накопление чистой культуры и идентификация данной культуры по набору свойств: морфологических, тинкториальных, культуральных, биохимических, антигенных, по наличию факторов патогенности, токсигенности и определение его чувствительности к антимикробным препаратам и бактериофагам.
Бактериологический метод исследования включает:
1. посев исследуемого материала в питательные среды
2. выделение чистой культуры
3. идентификацию микроорганизмов (определение принадлежности к виду).
Выделение и идентификация чистых культур аэробных и анаэробных бактерий предусматривает проведение следующих исследований:
I этап (работа с нативным материалом)
Цель: получение изолированных колоний
1. Предварительная микроскопия дает ориентировочное представление о микрофлоре
2. Подготовка материала к исследованию
3. Посев на плотные питательные среды для получения изолированных колоний
4. Инкубация при оптимальной температуре, чаще всего 37°С, в течение 18-24 часов
II этап
Цель: получение чистой культуры
1. Макроскопическое изучение колоний в проходящем и отраженном свете (характеристика величины, формы, цвета, прозрачности, консистенции, структуры, контура, поверхности колоний).
2. Микроскопическое изучение изолированных колоний
3. Постановка пробы на аэротолерантность (для подтверждения присутствия в исследуемом материале строгих анаэробов).
4. Посев колоний, характерных для определенного вида, на среды накопления чистой культуры или элективные среды и инкубация в оптимальных условиях.
III этап
Цель: идентификация выделенной чистой культуры
1. Для идентификации выделенной культуры по комплексу биологических свойств изучается:
морфология и тинкториальные свойства
культуральные свойства (характер роста на питательных средах)
биохимические свойства (ферментативная активность микроорганизмов)
серологические свойства (антигенные)
вирулентные свойства (способность к продукции факторов патогенности: токсины, ферменты, факторы защиты и аггресии)
патогенность для животных
фаголизабельность (чувствительность к диагностическим бактериофагам)
чувствительность к антибиотикам
другие индивидуальные свойства
IV этап (Заключение)
По изученным свойствам делают заключение о выделенной культуре
Первый этап исследований. Исследование патологического материала начинается с микроскопии. Микроскопия окрашенного нативного материала позволяет установить ориентировочно состав микробного пейзажа изучаемого объекта, некоторые морфологические особенности микроорганизмов. Результаты микроскопии нативного материала, во многом определяют ход дальнейшего исследования, впоследствии их сопоставляют с данными, полученными при посевах на питательные среды.
При достаточном содержании патогенных микроорганизмов в образце проводят посев на плотные питательные среды (для получения изолированных колоний). Если в исследуемом материале бактерий мало, то посев проводят на жидкие питательные среды обогащения. Питательные среды выбирают соответственно требовательности микроорганизмов.
Культивирование микроорганизмов возможно только при создании оптимальных условий их жизнедеятельности и соблюдении правил, исключающих контаминацию (случайное загрязнение посторонними микробами) исследуемого материала. Искусственные условия, которые исключили бы загрязнение культуры другими видами, можно создать в пробирке, колбе или чашке Петри. Вся посуда и питательные среды должны быть стерильными и после посева микробного материала защищены от загрязнения извне, что достигается с помощью пробок или металлических колпачков и крышек. Манипуляции с исследуемым материалом должны проводится в зоне пламени спиртовки для исключения контаминации материала из внешней среды, а также в целях соблюдения техники безопасности.
Посевы материала на питательные среды должны быть сделаны не позднее 2 часов с момента их забора.
Второй этап исследований. Изучение колоний и выделение чистых культур. Через сутки инкубации на чашках вырастают колонии, причем на первом штрихе рост сплошной, а на следующих – изолированными колониями. Колония – это скопление микробов одного вида, выросших из одной клетки. Таккак материал представляет собой чаще всего смесь микробов, то вырастает несколько видов колоний. Карандашом маркируют разные колонии,очерчивая их кружком со стороны дна, и изучают их (табл. 11). Прежде всего, изучают колонии невооруженным глазом: макроскопические признаки. Чашку просматривают (не открывая ее) со стороны дна в проходящем свете, отмечают прозрачность колоний (прозрачная, если не задерживает свет;полупрозрачная, если частично задерживает свет; непрозрачная, если свет через колонию не проходит), измеряют (в мм) размер колоний. Затем изучают колонии со стороны крышки, отмечают форму (правильная круглая, неправильная, плоская, выпуклая), характер поверхности (гладкая, блестящая, тусклая, шероховатая, морщинистая, влажная, сухая, слизистая), цвет (бесцветная, окрашенная).
Таблица 11. Схема изучения колоний
Возможные характеристики колоний |
||
Плоская, выпуклая, куполообразная, вдавленная, круглая, розеткообразная, звездчатая |
||
Величина, мм |
Крупные (4-5 мм), средние (2-4 мм), мелкие (1-2 мм), карликовые (< 1 мм) |
|
Характер поверхности |
Гладкая (S-форма), шероховатая (R-форма), слизистая (М-форма), исчерченная, бугристая, матовая, блестящая |
|
Бесцветные, окрашенные |
||
Прозрачность |
Прозрачные, непрозрачные, полупрозрачные |
|
Характер краев |
Ровные, зазубренные, бахромчатые, волокнистые, фестончатые |
|
Внутренняя структура |
Гомогенная, зернистая, неоднородная |
|
Консистенция |
Вязкая, слизистая, крошковидная |
|
Эмульгирование в капле воды |
Хорошо, плохо |
Примечание: 5-7 пункты изучаются при малом увеличении микроскопа.
Еще лучше можно увидеть различия колоний при рассмотрении их с увеличением. Для этого закрытую чашку дном кверху помещают на предметный столик, слегка опускают конденсор, используют небольшое увеличение объектива (х8), передвигая чашку, изучают у колоний микроскопические признаки: характер края (ровные, волнистые, зазубренные, фестончатые), структуру (гомогенная, зернистая, волокнистая, однородная, или различающаяся в центре и по периферии).
Далее изучают морфологию микробных клеток из колоний. Для этого из части каждой из отмеченных колоний делают мазки, окрашивают по Граму. Во время взятия колоний обращают внимание на консистенцию (сухая, если колония крошится и берется с трудом; мягкая, если берется легко на петлю; слизистая, если колония тянется за петлей; твердая, если часть колонии не берется петлей, можно снять только всю колонию).
При просмотре мазков устанавливают, что колония представлена одним видом микроба, следовательно, могут быть выделены чистые культуры бактерий. Для этого из изученных колоний делают пересев на скошенный агар. При пересеве из колоний нужно тщательно следить, чтобы взять именно намеченные колонии, не задевая петлей близлежащих колоний. Пробирки подписывают и инкубируют в термостате при температуре 37°С в течение 24 часов.
Третий этап исследований. Идентификация выделенной культуры. Идентификация микробов – определение систематического положения выделенной из материала культуры до вида и варианта. Первым условием надежности идентификации является безусловная чистота культуры. Для идентификации микробов используют комплекс признаков: морфологические (форма, размеры, наличие жгутиков, капсулы, спор, взаимного расположения в мазке), тинкториальные (отношение к окраске по Граму или другим методам), химические (соотношение гуанина+цитозина в молекуле ДНК), культуральные (питательные потребности, условия культивирования, темп и характер роста на различных питательных средах), ферментативные (расщепление различных веществ с образованием промежуточных и конечных продуктов), серологические (антигенная структура, специфичность), биологические (вирулентность для животных, токсигенность, аллергенность, влияние антибиотиков и др.).
Для биохимической дифференциации изучают способность бактерий сбраживать углеводы с образованием промежуточных и конечных продуктов, способность разлагать белки и пептоны и изучают окислительно-восстановительные ферменты.
Для изучения сахаролитических ферментов выделенные культуры засевают в пробирки с полужидкими средами, содержащими лактозу, глюкозу и другие углеводы и многоатомные спирты. На полужидкие среды посев делают уколом в глубину среды. При посеве уколом пробирку со средой держат под наклоном, вынимают пробку, обжигают край пробирки. Материал забирают стерильной петлей и прокалывают ею столбик питательной среды почти до дна.
Для определения протеолитических ферментов выделенную культуру засевают на пептонную воду или МПБ. Для этого в руку берут пробирку с посевом ближе к себе, а пробирку со средой - дальше от себя. Обе пробирки открывают одномоментно, захватив их пробки мизинцем и краем ладони, обжигают края пробирок, прокаленной охлажденной петлей захватывают немного культуры и переносят во вторую пробирку, растирают в жидкой среде на стенке пробирки и смывают ее средой.
При посевах и пересевах внимание должно быть обращено на соблюдение правил стерильности, для того, чтобы не загрязнять свои посевы посторонней микрофлорой, а также не загрязнять окружающую среду. Пробирки маркируют и помещают в термостат для инкубирования при температуре 37°Сна сутки.
Заключение
Учет результатов. Заключение по исследованию. Учитывают результаты идентификации и по совокупности полученных данных, опираясь на классификацию и характеристику типовых штаммов, описанных в руководстве (определитель Берджи, 1994-1996 гг.), определяют вид выделенных культур.
ТЕМА: Стерилизация, асептика, антисептика, дезинфекция.
Принципы, методы культивирования микроорганизмов и выделения чистых культур.
Бактериологический метод исследования. 1 этап.
1. Ознакомиться с основными методами дезинфекции и стерилизации, применяемыми в микробиологии и медицине.
2. Знать особенности метаболизма микроорганизмов, принципы их культивирования в лабораторных условиях.
3. Освоить 1 этап бактериологического метода диагностики инфекционных заболеваний.
1. Методы, приборы и режимы стерилизации питательных сред, лабораторной посуды, медицинского инструментария.
2. Основные группы дезинфектантов, механизм их действия, область и способ применения.
3. Назначение питательных сред в микробиологической практике.
4. Принцип получения чистых культур микроорганизмов и сущность бактериологического метода, как «золотого стандарта» в диагностике инфекционных заболеваний.
5. Цель и последовательность выполнения 1 этапа бактериологического метода выделения чистых культур микроорганизмов.
1. Выбрать средства, режим стерилизации и дезинфекции в соответствии с конкретными задачами.
2. Охарактеризовать предложенные питательные среды, применяемые в микробиологической практике.
3. Провести 1 этап бактериологического метода выделения чистых культур аэробных микроорганизмов.
Контрольные вопросы:
1. Бактериостатическое и бактерицидное действие низких и высоких температур на микроорганизмы.
2. Влияние химических веществ различных классов на микроорганизмы. Антисептики и дезинфектанты.
3. Понятия: стерилизация, дезинфекция, асептика, антисептика.
4. Методы, аппаратура и режимы стерилизации, их выбор в зависимости от свойств стерилизуемого объекта.
5. Основные группы дезинфектантов и тактика их применения в ЛПУ.
6. Принципы и методы культивирования микроорганизмов.
7. Питательные среды: понятие; требования, предъявляемые к ним; классификация.
8. Понятие о виде, штамме, колонии, чистой культуре микроорганизмов.
9. Сущность бактериологического метода и области его применения.
10. Цель и последовательность выполнения 1 этапа бактериологического метода выделения аэробов.
Задания, выполняемые в ходе занятия (УИРС):
1. Ознакомиться с приборами, используемыми для стерилизации в медицинской и микробиологической практике: паровой стерилизатор (автоклав), печь Пастера.
2. Выбрать приборы и режимы стерилизации питательных сред, лабораторной посуды, медицинского инструментария.
3. Ознакомиться с дезинфектантами, используемыми в медицинской и микробиологической практике. Выбрать дезинфектанты и режим дезинфекции для предлагаемых объектов.
4. Ознакомиться с различными питательными средами, применяемыми в микробиологической практике, дать их характеристику по составу, консистенции, назначению.
5. Провести 1 этап бактериологического метода выделения чистых культур аэробов:
5.1. Приготовить фиксированный препарат из исследуемого материала, окрасить по Граму, промикроскопировать и провести идентификацию выявленных микроорганизмов по морфологическим и тинкториальным свойствам.
5.2. Посеять исследуемый материал методом «штрих с площадкой».
5.3. Посеять исследуемый материал методом Дригальского (демонстрация).
6. Ознакомиться с набором средств для взятия и транспортировки патологических материалов.
Методические указания к выполнению исследовательского задания:
1. Знакомство с приборами, используемыми для стерилизации: паровой стерилизатор (автоклав), печь Пастера.
1.1. Паровой стерилизатор (автоклав) - стерилизация паром под давлением.
Наиболее надежным и универсальным методом стерилизации в медицинской и микробиологической практике является стерилизация паром под давлением. Производят ее в автоклаве, в котором стерилизуемые объекты нагревают насыщенным паром под давлением выше атмосферного. Между показаниями манометра и температурой насыщенного пара имеется следующая зависимость:
Нулевым давлением считают нормальное атмосферное давление (760 мм рт. ст.).
Стерилизация достигается только при полной исправности автоклава и правильной его эксплуатации специально обученным персоналом. Поэтому необходим постоянный контроль за режимом стерилизации, который производится физическим (термометр максимальный и др.), биологическим (биотест со спорами тест-культур микроорганизмов) и химическим (химические тесты, индикаторы типа ИС) способами.
Контроль режима стерилизации автоклавов проводят химическим способом при каждой загрузке автоклава. Химический тест – стеклянная трубочка с химическим веществом, имеющим определенную температуру плавления: антипирин, резорцин - 110±1°, бензойная кислота - 120±2°, бензамид - 126±1°, мочевина, никотинамид, Д (+)-манноза - 132±2°. В состав химических тестов вводят анилиновый краситель (фуксин, генцианвиолет и др.), который равномерно окрашивает вещество при его расплавлении. В настоящее время чаще используются индикаторы типа ИС (фирма «Винар», Россия), представляющие полоску бумаги с нанесенным на нее слоем индикаторной смеси и предназначенные для оперативного визуального контроля не только температуры, но и времени стерилизации (ИС-120, ИС-132). Ежеквартально проводится контроль режима стерилизации с использованием биотеста со спорами тест-культуры Bacillus stearotermophilus BKM B-718.
1.2. Печь Пастера – стерилизация сухим жаром.
В печи Пастера стерилизуют изделия из стекла, металлов и резин на основе силиконового каучука. Режим стерилизации: 160°С – 150 мин; 180°С – 60 мин. Контроль режима стерилизации при каждом цикле осуществляется с помощью индикаторов стерилизации ИС-160, ИС-180; ежеквартально - с использованием биотеста со спорами тест-культуры Bacillus licheniformis шт. G BKM B-1711 Д.
2. Заполнить дома таблицу №1.
Таблица 1.
Стерилизация
3. Ознакомиться с дезинфектантами и заполнить на занятии таблицу №2, используя приложения №1, 2.
Таблица 2.
Дезинфекция
4. Ознакомиться с питательными средами и заполнить на занятии таблицу №3 «Питательные среды».
Таблица 3.
5. Клиническая микробиология как раздел медицинской микробиологии решает две основные задачи: этиологическую диагностику инфекционного заболевания и рациональный выбор средств этиотропной терапии.
Основным методом микробиологической диагностики , позволяющим решить эти задачи, является бактериологический метод . Суть бактериологического метода заключается в выделении чистой культуры возбудителя, определение его вида и чувствительности к антимикробным препаратам.
Выбор исследуемого материала зависит от вида заболевания и преимущественной локализации возбудителя на определенном этапе его развития (патогенеза). Материалом может служить кровь, ликвор, раневое отделяемое, мокрота, испражнения, моча и т. д. Техника забора материала имеет большое значение в получении достоверного результата.
Успех выделения чистой культуры определяется правильностью выбора питательной среды и условий культивирования . Универсальной питательной среды, использование которой позволит выделить любые микроорганизмы из любого исследуемого материала, не существует. Поэтому с учетом физиологических особенностей возможных возбудителей заболевания производится посев материала на определенную питательную среду или комплекс питательных сред (специальные, элективные, дифференциально-диагностические). Для некоторых микроорганизмов требуются и особые условия культивирования (анаэробные, микроаэрофильные, с повышенным содержанием углекислоты).
Патологический материал от больного часто представляет смесь микроорганизмов. В этой связи задачей является их разобщение и получение изолированных колоний . Изолированная колония, как результат размножения одной микробной клетки и состоящая из одного вида клеток, является основой для получения чистой культуры. В микробиологической практике используют различные методы получения изолированных колоний. Наиболее чаще используются следующие:
1. Посев исследуемого материала методом «штрих с площадкой» – исследуемый материал наносят на поверхность плотной питательной среды на ограниченном участке, а затем распределяют путем посева частыми параллельными штрихами.
2. Метод Дригальского – материал, внесенный на первую чашку с питательной средой и посеянный с помощью шпателя, последовательно засевают тем же шпателем, не стерилизуя его, еще на 1-2 чашки.
3. Метод секторных посевов – исследуемый материал одной петлей засевают последовательно на несколько секторов. При этом определенная техника посева (метод Gould ) позволяет не только получить изолированные колонии, но и определить количество микроорганизмов в 1 мл (г) исследуемого материала, что имеет значение при оценке этиологической роли условно-патогенных микроорганизмов (УПМ).
5.1.Проведение 1 этапа бактериологического метода выделения аэробов:
· из исследуемого материала приготовьте фиксированный препарат, окрасьте по методу Грама, промикроскопируйте, проведите идентификацию обнаруженных микроорганизмов по морфо-тинкториальным свойствам; обратите внимание на количество микроорганизмов. Результаты занесите в протокол и сделайте вывод;
· посейте исследуемый материал на половину чашки с плотной питательной средой методом «штрих с площадкой»;
· посейте исследуемый материал на три чашки с питательными средами методом Дригальского (демонстрация);
· подпишите чашки, указав дату посева, и поставьте их вверх дном в термостат при температуре 37° на 18-24 ч.
6. Средства для взятия и доставки патологического материала
Примечание:* - используют в случае, если сроки доставки материала в лабораторию после его получения превышают 1,5-2 ч.
Вопросы для самоконтроля:
1. Назовите и обоснуйте принципы культивирования микроорганизмов.
2. Почему при посеве патологического материала используются элективные, дифференциально-диагностические среды и среды накопления.
3. Обоснуйте принцип получения чистых культур микроорганизмов.
4. Почему бактериологический метод является «золотым стандартом» в микробиологической диагностике инфекционных заболеваний?
5. На чем основаны химические и биологические способы получения чистых культур микроорганизмов?
6. В чем состоит отличие стерилизации от дезинфекции?
7. Обоснуйте назначение стерилизации и дезинфекции в микробиологической и медицинской практике.
8. Обоснуйте преимущество использования термоиндикаторных систем при контроле режима стерилизации (на примере индикатора ИС фирмы «Винар», Россия).
Литература:
Учебники:
1. Борисов Л. Б. Медицинская микробиология, вирусология, иммунология. – М.: ООО «МИА», 2002. – С. 26-29, 63-66, 150-159.
2. Поздеев О. К. Медицинская микробиология / Под ред. акад. РАМН В. И. Покровского. - М.: ГЭОТАР Медицина, 2001. – С. 76-77, 126-130, 253-265.
Дополнительная литература:
1. Безопасность работы с микроорганизмами III – IV групп патогенности и гельминтами: Санитарные правила. – М.: Федеральный центр госсанэпиднадзора Минздрава России, 1999. – 107с.
Лекции по микробиологии.
Тесты.
Исследование бактерий имеет большое практическое значение для человека. На сегодняшний день открыто большое количество прокариот, которые отличаются друг от друга по патогенности, области распространения, форме, размерам, количеству жгутиков и другим параметрам. Чтобы детально изучить данный штамм, применяется бактериологический метод исследования.
Какие существуют методы клеток?
Чтобы определить, являются ли бактерии патогенными, проводят исследование культуры различными способами. Среди них:
1. Бактериоскопический метод.
2. Бактериологический метод.
3. Биологический метод.
Бактериоскопический и бактериологический основаны непосредственно на работе с клетками прокариот, когда биологический анализ требуется для изучения влияния таких клеток на живой организм подопытных животных. По степени проявления тех или иных признаков заболевания ученый может сделать вывод о наличии или отсутствии патогенных бактерий в пробе, а также естественно их размножить в организме животного для получения их культуры и использования в других работах.
Бактериологический метод исследования отличается от бактериоскопического. В первом для анализа используется специально подготовленная культура живых прокариот, когда во втором проводится работа с мертвыми или живыми клетками на предметном стекле.
Этапы бактериологического метода исследования. Микробиология
Принцип изучения свойств бактериальной культуры может пригодиться как для ученых-микробиологов, которые поставили цель исследовать прокариотические клетки, так и для лаборантов, задача которых заключается в установлении патогенности или непатогенности бактерий, а затем диагноза пациента.
Методика изучения бактерий делится на три этапа:
1. Выделение бактерий из первоначальной пробы.
2. Высевание бактерий и выращивание изучение ее свойств.
Первый этап
Проба, или мазок, берется со свободной поверхности среды или у пациента. Таким образом мы получаем «коктейль» из множества видов бактерий, которые должны высеять на питательную среду. Иногда появляется возможность выделить сразу необходимые бактерии, зная их очаги распространения в организме.
Через двое-трое суток отбираются нужные колонии и высеваются на твердые среды чашек Петри с помочью стерильной петли. Во множестве лабораторий работают с пробирками, где может находиться твердая или жидкая питательная среда. Так и проводится бактериологический метод исследования в микробиологии.
Второй этап
После получения отдельных колоний бактерий проводится непосредственный макро- и микроанализ. Измеряются все параметры колоний, определяется цвет и форма каждой из них. Нередко проводится подсчет колоний на чашке Петри, а затем в исходном материале. Это имеет значение при анализе патогенных бактерий, от числа которых зависит степень заболевания.
Бактериологический метод исследования, 2 этап которого заключается в изучении отдельных колоний микроорганизмов, может быть сопряжен с биологическим способом анализа бактерий. Еще одна цель работы на этом этапе - увеличить количество исходного материала. Это можно сделать на питательной среде, а можно провести эксперимент в естественных условиях на живых подопытных организмах. Патогенные бактерии будут размножаться, и в результате кровь будет содержать миллионы клеток прокариот. Из взятой крови легко приготовить необходимый рабочий материал бактерий.
Третий этап
Самая важная часть исследования - это определение морфологических, биохимических, токсигенных и антигенных свойств культуры бактерий. Работа ведется с заранее «очищенными» культурами на питательной среде, а также с препаратами (зачастую окрашенными) под микроскопом.
Установить принадлежность патогенных или условно-патогенных бактерий к той или иной систематической группе, а также определить их устойчивость к лекарствам позволяет бактериологический метод исследования. 3 этап - антибиотики, т. е. анализ поведения клеток бактерий в условиях содержания лекарственных препаратов в окружающей среде.
Исследование устойчивости культуры к антибиотику имеет важное практическое значение, когда необходимо прописать для конкретного пациента необходимые, а главное, действенные препараты. Здесь и может помочь бактериологический метод исследования.
Что такое питательная среда?
Для развития и размножения бактерии должны находиться в заранее подготовленных питательных средах. По консистенции они могут быть жидкие или твердые, а по происхождению - растительные или животные.
Основные требования к питательным средам:
1. Стерильность.
2. Максимальная прозрачность.
3. Оптимальные показатели кислотности, активности воды и других биологических величин.
Получение изолированных колоний
1. Метод Дригальского. Он заключается в том, что на бактериальную петлю наносится мазок с различными видами микроорганизмов. Этой петлей проводят по первой чашке Петри с питательной средой. Далее, не меняя петлю, методом остаточного материала проводят по второй и третьей чашкам Петри. Так, на последних образцах колонии бактерии будут засеваться не слишком плотно, тем самым упрощается возможность найти необходимые для работы бактерии.
2. Метод Коха. В нем используются пробирки с расплавленной питательной средой. Туда помещается петля или пипетка с мазком бактерий, после чего содержимое пробирки выливается на специальную пластинку. Агар (или желатин) застывает через какое-то время, а в его толще легко обнаружить нужные колонии клеток. Важно перед началом работы развести смесь бактерий в пробирках, чтобы концентрация микроорганизмов не была очень большой.
Этапы которого основаны на выделении нужной культуры бактерий, не обходится без этих двух способов нахождения изолированных колоний.
Антибиотикограмма
Визуально реакцию бактерий на препараты можно заметить двумя практическими способами:
1. Метод бумажных дисков.
2. Разведение бактерий и антибиотика в жидкостной среде.
Метод бумажных дисков требует наличия культуры микроорганизмов, которые были выращены на твердой питательной среде. На такую среду кладут несколько бумажек округлой формы, пропитанных антибиотиками. Если препарат успешно справляется с нейтрализацией бактериальных клеток, после такой обработки останется участок, лишенный колоний. Если же реакция на антибиотик отрицательная, бактерии выживут.
В случае использования жидкой питательной среды сперва готовят несколько пробирок с культурой бактерий разных степеней разведения. В эти пробирки добавляют антибиотики, и в течение суток наблюдают за процессом взаимодействия вещества и микроорганизмов. В конечном итоге получается качественная антибиотикограмма, по которой можно судить об эффективности препарата для данной культуры.
Основные задачи анализа
Здесь перечислены по пунктам цели и этапы бактериологического метода исследования.
1. Получить исходный материал, который будет использоваться для выделения колоний бактерий. Это может быть мазок с поверхности любого предмета, слизистой оболочки или полости органа человека, анализ крови.
2. на твердой питательной среде. Через 24-48 часов на чашке Петри можно обнаружить колонии бактерий разных видов. Отбираем по морфологическим и/или биохимическим критериям нужную и проводим уже с ней дальнейшую работу.
3. Размножение полученной культуры. Бактериологический метод исследования может опираться на механический или биологический способ увеличения численности культуры бактерии. В первом случае ведется работа с твердыми или жидкими питательными средами, на которых в термостате размножаются бактерии и образуют новые колонии. Биологический способ требует естественных условий увеличения численности бактерий, поэтому здесь микроорганизмами заражается подопытное животное. Через несколько суток в пробе крови или мазке можно обнаружить множество прокариот.
4. Работа с очищенной культурой. Чтобы определить систематическое положение бактерий, а также их принадлежность к возбудителям заболеваний, необходимо провести тщательный анализ клеток по морфологическим и биохимическим признакам. При исследовании патогенных групп микроорганизмов важно знать, насколько эффективно действие антибиотиков.
Это была общая характеристика бактериологического метода исследования.
Особенности проведения анализа
Главное правило проведения бактериологического исследования - это максимальная стерильность. Если идет работа с пробирками, посевы и пересевы бактерий должны проводиться только над нагретой спиртовкой.
Все этапы бактериологического метода исследования требуют использования специальной петли или пастеровской пипетки. Оба инструмента должны быть предварительно обработаны в пламени спиртовки. Что касается пастеровской пипетки, то тут перед термической стерилизацией необходимо отломать кончик пипетки пинцетом.
Техника посева бактерий тоже имеет свои особенности. Во-первых, при посеве на твердые среды проводят бактериальной петлей по поверхности агара. Петля, конечно же, уже должна иметь на поверхности образец микроорганизмов. Также практикуется посев внутрь и в этом случае петля или пипетка должны достичь дна чашки Петри.
При работе с жидкими средами используются пробирки. Здесь важно следить, чтобы жидкости не касались краев лабораторной посуды или пробки, а используемые инструменты (пипетка, петля) не дотрагивались до посторонних предметов и поверхностей.
Значение биологического метода исследования
Анализ пробы бактерий имеет свое практическое применение. Прежде всего бактериологический метод исследования может использоваться в медицине. К примеру, необходимо изучить микрофлору больного, чтобы установить правильный диагноз, а также выработать правильный ход лечения. Здесь помогает антибиотикограмма, которая покажет активность лекарственных препаратов против возбудителя заболеваний.
Анализ бактерий используется в лаборатории для определения таких опасных заболеваний, как туберкулез, возвратный тиф или гонорея. Также он применяется для изучения бактериального состава миндалин, полостей органов.
Бактериологический метод исследования можно использовать для определения загрязненности среды. По данным о количественном и качественном составе мазка с поверхности какого-либо предмета определяется степень заселенности данной среды микроорганизмами.
О компании
Вас не устраивает качество предоставляемой продукции в лабораторию? Попробуйте поработать с нами. Вся наша продукция изготовлена по самим высоким мировым стандартам, имеет регистрационные свидетельства МОЗ Украины. Убедитесь в этом на собственном опыте. Сделайте пробный заказ.
Бактериологические исследования
Бактериологическое исследование
— предназначенное для выделения бактерий и изучения их свойств с целью постановки микробиологического диагноза.
Исследуемый материал следует брать в асептических условиях в стерильную посуду и доставлять в лабораторию как можно скорее. В случае необходимости пробы следует хранить на холоде. Методика взятия проб зависит от объекта, характера заболевания и свойств микроорганизма. Одним из распространенных приемов бактериологического исследования является бактериоскопия.
Для изучения нефиксированных бактерий пользуются двумя методами: раздавленной (между предметным и покровным стеклами) капли и висячей капли. Следует помнить, что препараты нефиксированных бактерий заразны.
К числу важнейших элементов бактериологического исследования относятся посевы и пересевы бактериальных культур, производимые бактериальной петлей или пастеровской пипеткой. Петлю стерилизуют прокаливанием в пламени, затем ее остужают прикосновением к участку незасеянного агара или ополаскивая в стерильной жидкости. При использовании пастеровской пипетки ее кончик обламывают пинцетом, несколько раз проносят пипетку через пламя горелки и дают остыть. При посевах используют жидкие и твердые питательные среды. При посеве на скошенный агар культуру бактерий растирают петлей по поверхности агара. При посеве в толщу агарового или желатинового столбика питательную среду прокалывают до дна пробирки петлей или особой иглой. При посеве в жидкую среду надо следить, чтобы жидкость не выливалась и не смачивала края пробирок и пробки. Посевы и пересевы следует проводить вблизи пламени газовой горелки, пробирки не должны долго оставаться открытыми, петля или пастеровская пипетка с культурой не должна ни к чему прикасаться; перед тем как закрывать пробирку, края ее следует прожечь. Засеянные пробирки необходимо тотчас же надписать.
Микробиологические методы исследования делятся на
методы прямого обнаружения возбудителя в организме больного — бактериоскопическое и бактериологическое исследования; методы косвенного доказательства наличия возбудителя в организме больного — серологические исследования, направленные на обнаружение специфических антигенов в инфицированном материале или антител в сыворотке крови и различных секретах организма больного.
Бактериоскопическое исследование крови, мочи, спинномозговой жидкости, слизи из зева и носа, кала и различных патологических субстратов на присутствие возбудителя применяют при многих инфекционных болезнях. Этот метод имеет довольно ограниченное применение, хотя и очень важен. Он используется, в частности, для обнаружения в крови возбудителей малярии, возвратного тифа, лептоспироза. Спинномозговую жидкость исследуют при гнойном и туберкулезном менингите, слизь из зева и носа — при дифтерии, ангине Венсана, кал — при амебиазе, балантидиазе, лямблиозе; мочу — при лептоспирозе. Палочки чумы, сибирской язвы можно увидеть в пунктате чумного бубона и мазках-отпечатках, взятых из сибиреязвенного карбункула; при микроскопии мазка пунктата из костного мозга и селезенки, грануляций из язвы можно обнаружить лейшмании; в мокроте — микобактерии туберкулеза. Преимущество бактериоскопического метода заключается в его быстроте. Результаты анализа могут быть получены через несколько часов. При некоторых заболеваниях (малярия, эпидемический цереброспинальный менингит и др.) возбудители могут быть обнаружены в организме больного уже в 1-й день болезни, что очень важно для своевременной диагностики и лечения. Значительно расширились возможности, бактериоскопической диагностики благодаря обработке препаратов специфическими сыворотками, содержащими антитела к данному возбудителю, меченные флуорохромами (иммунофлуоресцентный метод) или ферментами (иммуноферментный метод). При этом меченые антитела соединяются с антигеном, который выявляется при иммунофлуоресцентном методе под люминесцентным микроскопом, а при иммуноферментном методе — по окрашиванию продукта ферментативной реакции после введения субстратно-индикаторной смеси.
Бактериологический метод диагностики основан на выделении возбудителя из крови, спинномозговой жидкости, мокроты, слизи из зева и носа, кала, мочи, желчи больного, а при летальных исходах — из кусочков органов, которые засевают на специальные питательные среды. Бактериологическая диагностика широко используется для исследования слизи из зева и носа на дифтерийные бактерии, для выделения возбудителей кишечных инфекций (например, холеры, дизентерии, сальмонеллезов, эшерихиозов) из кала больного, возбудителей пневмонии - из мокроты и в других случаях. При этом учитывают особенности предполагаемой инфекции, место избирательной локализации возбудителя и пути его выделения в окружающую среду. Исследование дает положительные результаты уже в первые часы или дни болезни. Однако окончательный ответ лаборатория при большинстве инфекционных болезней сообщает лишь через 2-4 дня, а при бруцеллезе, туберкулезе - через 3-4 недель. Это зависит от сроков, требующихся для роста микроорганизмов и их идентификации (биохимической и серологической). Каждый микроб для своего роста требует соответствующей питательной среды. В зависимости от того, какой микроб предполагают выделить (что определяется при клиническом и эпидемиологическом обследовании больного), выбирают соответствующую питательную среду. Иногда посев производят одновременно на несколько питательных сред. Ценность результатов бактериологических исследований во многом определяется тем, правильно ли взят материал у больного и правильно ли он доставлен в лабораторию. Инфекционный материал собирают в стерильную посуду, соблюдая правила асептики.
Важнейшим этапом бактериологического исследования является идентификация
- определение видовой или типовой принадлежности бактерий, полученных в виде чистой культуры. При идентификации бактерий производится изучение их физиологических и биохимических свойств, токсинообразования. Широко используют серологические методы идентификации бактерий. Во многих случаях эффективным оказывается биологический метод идентификации микроорганизмов, основанный на заражении лабораторных животных исследуемым материалом или полученной культурой бактерий и выявлении у животных характерных патологических изменений.
Для выделения чистых культур используют механические и биологические методы. Пример механического метода: каплю исследуемого материала растирают одним и тем же стерильным шпателем или бактериальной петлей по поверхности плотной питательной среды, последовательно в первой, второй и третьей чашках Петри. Выделение чистой культуры производится из выросших отдельных колоний и заключается в их исследовании и отсеве на свежую питательную среду. Биологические методы выделения чистых культур основаны на учете того или иного свойства выделяемого микроба, отличающего его от других микробов, находящихся в исследуемом материале.
При биологическом методе используют такого рода питательные среды, в которых созданы условия, благоприятные для развития определенного вида микробов. К числу биологических методов относится также заражение лабораторных животных, чувствительных к выделяемому виду бактерий.
Бактериологическое исследование - комплекс методов для выявления патогенных микроорганизмов у больного, у носителя или на объектах внешней среды.
Выделение чистой культуры;
Методы бактериологического исследования все шире внедряются в практику для более детального обследования больных, установления этиологического фактора воспалительного процесса, назначения рациональной терапии и определения ее эффективности.
Разнообразие клинического материала и своеобразие микрофлоры отдельных органов определяют особенности методов бактериологического исследования, которые требуют применения специальных приемов отбора проб, посевов на питательные среды и проведения хода анализов.
Бактериологическое исследование клинического материала состоит из нескольких этапов:
Отбор проб на исследование;
Посев на питательные среды;
Выделение чистой культуры;
Идентификация и дифференциация выделенных культур микроорганизмов;
Анализ результатов исследования.
При бактериологическом исследовании проводят так называемый посев собранного у больного материала на питательные среды, что способствует росту и размножению возбудителя заболевания. В ходе исследования можно выявить не только сам факт наличия, но и концентрацию патогенных микроорганизмов в том или ином биоматериале.
Методом бактериологического исследования исследуют мокроту, ликвор, кровь, а также отделяемое из половых органов, ротовой полости, зева и ран пациента. Таким образом, микроорганизмы можно высевать практически с любого участка организма человека.
Методика бактериологического посева чрезвычайно удобна и эффективна для обнаружения и определения вида бактерий и грибков. Определенную сложность представляет обнаружение вирусов в связи с особенностями их биологии.
Бактериологическое исследование (посевы) имеет огромное значение не только для определения конкретного типа микроорганизма, но и установления степени чувствительности к нему того или иного антибиотика. Таким образом, определяется максимальная эффективность того или иного вида антибиотикотерапии.
При проведении анализа важно помнить, что некоторые микроорганизмы, например пневмококки, довольно быстро погибают, поскольку имеют повышенную тенденцию к саморазрушению. Таким образом, посевы необходимо делать в короткие сроки.
Бактериологический метод исследования (БЛМИ) – метод, основанный на выделении чистых культур бактерий с помощью культивирования на питательных средах и их идентификации до вида на основании изучения морфологических, культуральных, биохимических, генетических, серологических, биологических, экологических характеристик микроорганизмов.
Бактериологическую диагностику инфекций проводят, используя стандартные диагностические схемы, утвержденные Министерством здравоохранения.
Чистая культура – бактерии одного вида, выращенные на питательной среде, свойства которых находятся в процессе изучения.
Штамм – идентифицированная чистая культура микроорганизмов одного вида, выделенная из определенного источника в определенное время. Штаммы одного вида могут несущественно отличаться биохимическими, генетическими, серологическими, биологическими и др. свойствами, а также местом и временем выделения.
Цели БЛМИ:
1. Постановка этиологического диагноза: выделение чистой культуры микроорганизмов и её идентификация.
2. Определение дополнительных свойств, например, чувствительности микроорганизма к антибиотикам и бактериофагам.
3. Определение количества микроорганизмов (важно в диагностике инфекций, вызываемых УПМ).
4. Типирование микроорганизмов, т. е. определение внутривидовых различий на основании изучения генетических и эпидемиологических (фаговаров и сероваров) маркёров. Это используется в эпидемиологических целях, т. к. позволяет установить общность микроорганизмов, выделяемых от разных больных и из разных объектов внешней среды, в различных стационарах, географических регионах.
БЛМИ включает несколько этапов, различных для аэробов, факультативных анаэробов и облигатных анаэробов.
I. Этапы БЛМИ при выделении чистой культуры аэробов и факультативных анаэробов.
Этап.
А.Забор, транспортировка, хранение, предварительная обработка материала. Иногда до посева проводят селективную обработку материала с учетом свойств выделяемого микроорганизма. Например, перед исследованием мокроты или другого материала на присутствие кислотустойчивых микобактерий туберкулеза, материал обрабатывают растворами кислот или щелочей.
Б. Посев в среду обогащения (при необходимости).Его проводят, если в исследуемом материале содержится малое количество бактерий, например, при выделении гемокультуры. Для этого кровь, взятую на высоте лихорадки в большом объёме (8–10 мл у взрослых, 4–5 мл у детей) засевают в среду в соотношении 1:10 (для преодоления действия бактерицидных факторов крови); посев инкубируют при температуре 37 0 С 18-24 ч.
В. Микроскопия исследуемого материала. Из исследуемого материала готовят мазок, окрашивают его по Граму или другим методом и микроскопируют. Оценивают присутствующую микрофлору, ее количество. В ходе дальнейших исследований должны быть выделены микроорганизмы, присутствовавшие в первичном мазке.
Г. Посев на питательные среды с целью получения изолированных колоний. Производят посев материала петлёй или шпателем методом механического разобщения на чашку с дифференциально-диагностической или селективной средой с целью получения изолированных колоний. После посева чашку переворачивают дном кверху (чтобы избежать размазывания колоний капельками конденсационной жидкости), подписывают и помещают в термостат при температуре 37 0 С на 18-24 ч.
Следует помнить, что при посевах и пересевах микробных культур внимание работающего должно быть обращено на соблюдение правил асептики для предупреждения контаминации питательных сред и предупреждения заражения окружающих и самозаражения!
В случае инфекций, вызываемых условно-патогенными микроорганизмами, где имеет значение количество присутствующих микроорганизмов в патологическом материале, делают количественный посев материала, для чего предварительного готовят ряд 100-кратных разведений материала (обычно 3 разведения) в стерильном изотоническом растворе хлорида натрия в пробирках. После чего по 50 мкл каждого разведения высевают на питательные среды в чашках Петри.
Этап.
А. Изучение морфотипов колоний на средах, их микроскопия. Просматривают чашки и отмечают оптимальную питательную среду, скорость роста, характер роста микроорганизмов. Для изучения выбираютизолированные колонии, расположенные по ходу штриха, ближе к центру. Если вырастает несколько типов колоний – каждый исследуется в отдельности. Оценивают признаки колоний (табл. 7). При необходимости чашки с посевамипросматривают через лупу или с помощью микроскопа с объективом малого увеличения и суженной диафрагмой. Изучают тинкториальные свойства отличающихся морфотипов колоний, для этого из части исследуемой колонии готовят мазок, окрашивают по Граму или другими методами, микроскопируют и определяют морфологию чистоту культуры.При необходимости ставят ориентировочную РА на стекле с поливалентными сыворотками.
Б. Накопление чистой культуры. Для накопления чистой культуры изолированные колонии всех морфотипов пересевают в отдельные пробирки со скошенным агаром или какой-либо другой питательной средой и инкубируют в термостате при +37 0 С (такая температура оптимальна для большинства микроорганизмов, но может быть и другой, например, для Campylobacterium spp. – +42 0 C, Candida spp. и Yersinia pestis – +25 0 C).
В качестве среды накопления для энтеробактерий обычно используют среду Клиглера.
Состав среды Клиглера: МПА, 0,1% глюкозы, 1% лактозы, реактив на сероводород (сернокислое железо + тиосульфат натрия + сульфит натрия), индикатор феноловый красный. Изначальный цвет среды малиново-красный, среда «скошена» в пробирках: имеет столбик (2/3) и скошенную поверхность (1/3).
Посев в среду Клиглера производится штрихом по поверхности и уколом в столбик.
Этап.
А. Учет роста на среде накопления, оценка чистоты культуры в мазке по Граму.Отмечают характер роста выделенной чистой культуры. Визуально чистая культура характеризуется однородным ростом. При микроскопическом исследовании окрашенного мазка, приготовленного из такой культуры, в нём в разных полях зрения обнаруживаются морфологически и тинкториально однородные клетки. Однако в случае выраженного плеоморфизма, присущего некоторым видам бактерий, в мазках из чистой культуры могут встречаться одновременно клетки с различной морфологией.
Если в качестве среды накопления использовали индикаторную среду Клиглера, то оценивают изменения ее цвета в столбике и скошенной части, по которым определяют биохимические свойства: ферментацию глюкозы, лактозы и продукцию сероводорода. При разложении лактозы желтеет скошенная часть среды, при разложении глюкозы – желтеет столбик. При образовании CO 2 в процессе разложения сахаров образуются газовые пузырьки или разрыв столбика. В случае продукции сероводорода отмечается почернение по ходу укола из-за превращении сульфата железа в сульфид железа.
Характер изменения цвета среды Клиглера (рис. 23) объясняется неодинаковой интенсивностью расщепления микроорганизмами азотистых веществ и образования щелочных продуктов в аэробных (на скошенной поверхности) и анаэробных (в столбике) условиях.
В аэробных условиях на скошенной поверхности происходит более интенсивное щелочеобразование, чем в столбике среды. Поэтому при разложении глюкозы, присутствующей в среде в небольшом количестве, образующаяся на скошенной поверхности кислота быстро нейтрализуется. В то же время при разложении лактозы, присутствующей в среде в высокой концентрации, щелочные продукты не способны нейтрализовать кислоту.
В анаэробных условиях в столбике щелочные продукты образуются в ничтожном количестве, поэтому здесь выявляется ферментация глюкозы.
Рис. 23. Индикаторная среда Клиглера:
1 – исходная,
2 – с ростом E. coli,
3– с ростом S. paratyphi B,
4 –с ростом S. typhi
E. coli разлагают глюкозу и лактозу с газообразованием, не продуцируют сероводород. Они вызывают пожелтение столбика и скошенной части с разрывами среды.
S. paratyphi разлагают глюкозу с газообразованием, лактозоотрицательны. Они вызывают пожелтение столбика с разрывами, скошенная часть не изменяет цвет и остается малиновой. При этом S. paratyphi B продуцируют сероводород (по ходу укола появляется черная окраска), S. paratyphi A сероводород не продуцируют.
S. typhi разлагают глюкозу без газообразования, лактозоотрицательны, продуцируют сероводород. Они вызывают пожелтение столбика без разрывов, скошенная часть не изменяет цвет и остается малиновой, по ходу укола появляется черная окраска.
Shigella spp. глюкозопозитивны, лактозоотрицательны, не продуцируют сероводород. Они вызывают пожелтение столбика (с разрывами или без них в зависимости от серовара), скошенная часть не изменяет цвет и остается малиновой.
Б. Окончательная идентификация чистой культуры (определение систематического положения выделенного микроорганизма до уровня вида или варианта) и определение спектра чувствительности выделенной культуры к антибиотикам.
Для идентификации чистой культуры на этом этапе изучают биохимические, генетические, серологические и биологические признаки (табл. 8).
В рутинной лабораторной практике при идентификации нет необходимости изучать все свойства. Используютинформативные, доступные, простые тесты, достаточные для определения видовой (вариантной) принадлежности выделенного микроорганизма.